[发明专利]低温液力透平闭式实验系统和测试方法

权利要求书

1.一种低温液力透平闭式实验系统，其特征在于，包括液化气储槽（1）、低温泵（2）、汽化器（3）、油站（4）、低温液力透平（5）、测功仪（6）；所述液化气储槽（1）中的液化气经过管道和低温泵（2）提升压力后，一路经管道进入液力透平（5），作为液力透平（5）的工作介质，在液力透平（5）中被节流降压后的液化气通过管道再回到液化气储槽（1）中，另一路通过管道进入汽化器（3），闪蒸为气体，通过管道引入液力透平（5）的轴封密封腔，作为液力透平（5）的密封气；所述液力透平（5）通过联轴器和测功仪（6）连接；所述油站（4）通过油管与液力透平（5）连接。

2.根据权利要求1所述的低温液力透平闭式实验系统，其特征在于，所述各管道的外侧均用隔温绝热材料包裹。

3.根据权利要求1所述的低温液力透平闭式实验系统，其特征在于，所述低温泵采用变频调节。

4.根据权利要求1所述的低温液力透平闭式实验系统，其特征在于，所述液力透平（5）的轴承使用强制油系统润滑。

5.根据权利要求1或4所述的低温液力透平闭式实验系统，其特征在于，所述油站（4）由油槽、油泵、油管道和冷却器组成，油泵加压后的润滑油经油管流入液力透平（5）的轴承，使用过的润滑油经油管回到油槽，由油冷却器冷却后再进入油泵。

6.根据权利要求1所述的低温液力透平闭式实验系统，其特征在于，所述液化气储槽（1）的出口通过管道和第一阀门（A）与低温泵（2）的进口连接，所述低温泵（2）的出口分为三路，第一路通过管道、第四阀门（D）和流量计（8）连接至低温液力透平（5）的高压液化气进口；第二路通过管道和第二阀门（B）与液化气储槽（1）的进口管道连接；第三路通过管道和第六阀门（F）连接至汽化器（3）的入口；所述低温液力透平（5）的低压液化气出口通过管道和第五阀门（E）与液化气储槽（1）的进口管道连接，所述液化气储槽（1）的进口管道上设置有第三阀门（C），并通过管道连接有释放阀（7）；所述汽化器（3）的出口通过管道和第七阀门（G）连接至液力透平（5）的轴封密封腔入口。

7.一种低温液力透平闭式实验系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）对低温泵（2）进行冷却；

将第一、二和三阀门（A、B和C）打开，而第四、五和六阀门（D、E和F）关闭；形成一个闭式回路用于冷却低温泵（2）；在此过程中，少量液化气蒸发为气体，这些少量气体通过释放阀（7）排放到大气中；

2）液力透平（5）的冷却；

待步骤1）的低温泵的冷却完成后，将第二阀门（B）关闭，第一阀门（A）以及第三至七阀门（C-G）均打开；其中阀门第四阀门（D）和第五阀门（E）分别用于调节液力透平的进出口压力，第六阀门（F）和第七阀门（G）用于控制汽化器（3）的进出口流量；在此冷却阶段中，各回路中的所有部件均处于运行状态；油站（4）的油泵维持润滑油的循环；

3）测试

包括测试工况点的调节以及实验数据的采集：

（1）工况点的调节

包括液力透平进出口压力的调节、液力透平流量的调节以及液力透平转速的调节：

进出口压力的调节：通过调节第四阀门（D）和第五阀门（E）来完成，而第三阀门（D）作为辅助调节；

液力透平流量的调节：通过改变液力透平的可调喷嘴的开度获得所需的流量，在此流量的调节过程中需要同时调节液力透平进出口的第四阀门（D）和第五阀门（E）来完成；

液力透平的转速调节：通过设置测功仪（6）的指示转速由其控制实现；

（2）实验数据的采集

采集压力和温度数据，在压力和温度的测点布置中，共有8个温度测点和6个压力测点；压力的测量采用压力变送器或压力表完成；温度的测量采用铂电阻完成；流量的测量采用涡街流量计或孔板流量计完成；转速和扭矩的测量采用测功仪（6）来完成；采集的数据通过数据采集系统汇总于计算机终端集成显示，实现液力透平数据的动态监测。